CN209901486U - 高效尾矿处理系统 - Google Patents

Abstract

提供一种高效尾矿处理系统，柱塞矿浆泵的尾矿入口通过尾矿管道连接到尾矿储存罐，其高压清水入口通过清水管道连接到高压清水泵，所述柱塞矿浆泵的出口通过混合尾矿输出管道与混合尾矿罐连接，所述柱塞矿浆泵通过导线与柱塞泵变频器连接，所述尾矿储存罐内置液位检测装置，所述混合尾矿罐通过混合尾矿输送管道将混合尾矿注入尾矿库，所述混合尾矿罐装设远传压力表，所述高压清水泵通过导线与清水泵变频器连接，其出口装设压力变送器。本实用新型采用变频技术与自动控制技术，系统通过“柱塞矿浆泵定液位正反馈PID控制”和“高压清水泵恒压差负反馈PID控制”，使整个尾矿处理系统达到无人值守的自动控制水平，并具有显示直观、控制可靠、响应快速、无人值守、操作简单、节能高效等特点，非常适合金属矿山尾矿处理的需求。

Description

高效尾矿处理系统

技术领域

本实用新型属于金属矿山选矿厂尾矿处理领域，具体涉及一种高效尾矿处理系统。

背景技术

选矿是金属矿山生产的最关键环节。原矿进入选矿厂经过破碎、磨矿和选别作业之后，矿石中的有用矿物分选为一种或多种精矿产品。有色金属选矿厂精矿产率一般只有10％-20％，尾矿产率一般为80％-90％。尾矿则以矿浆状态排放至安全的专用尾矿库。

而尾矿处理则是选矿过程非常重要的一环。早期的尾矿处理是采用大功率离心泵将尾矿浆通过管道排至数公里的尾矿库。由于离心泵效率较低，泵压、排量均受到限制，现在尾矿排放多采用柱塞泵排浆。柱塞泵的泵效非常高，同样的扬程、流量，柱塞泵配置电机的功率只是离心泵配置电机功率的2/3-1/2。然而，由于尾矿中含有大量砂砾、矿渣等，导致柱塞泵的部件磨损严重、消耗量大，严重影响了尾矿处理和选矿生产，这是困扰柱塞泵在尾矿处理应用上的一个主要问题。

为解决柱塞矿浆泵缸体、缸套、密封等磨损严重的问题，给每一台柱塞矿浆泵配置一台高压清水泵。高压清水泵也是采用柱塞泵，向柱塞矿浆泵注入高压水，并保持0.7-0.8MPa的恒压差(即，清水压力-柱塞矿浆泵出口压力＝0.7-0.8MPa)，这样可降低柱塞矿浆泵磨损和故障率60％以上；另一方面，柱塞泵变频器根据尾矿储存罐的液位控制调节柱塞矿浆泵的转速和输出泵压；混合清水后的混合尾矿经混合尾矿罐缓冲后排注到尾矿库，清水泵变频器分别采集混合尾矿罐压力(等于柱塞矿浆泵出口压力)和水清泵的出口压力，根据实时压差动态调节清水泵转速，从而维持0.7-0.8MPa的压差。

基于变频技术和自动控制技术的高效尾矿处理系统是一个配置完整、控制可靠、性能稳定、无人值守的尾矿处理系统，具有液位跟踪控制、恒压差控制、两泵互锁、自动运行、节能高效等优点。

目前，市场上也有大量使用“柱塞矿浆泵+清水泵”的尾矿处理系统，但并未对柱塞矿浆泵速度和压差进行控制，柱塞矿浆泵的故障率仍然很高。因此，有必要针对上述问题提出改进。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种高效尾矿处理系统，采用变频技术与自动控制技术，根据尾矿存储罐液位高低控制柱塞矿浆泵转速和出口泵压，再根据清水泵出口压力与混合尾矿罐压力(柱塞矿浆泵出口压力)之差控制清水泵转速，从而维持清水泵与柱塞矿浆泵的压差，既保证了柱塞矿浆泵最佳的运行状态，又使系统具有最佳的节能效果；控制装置还设置了“清水泵先启动、柱塞矿浆泵后启动；柱塞矿浆泵先停机、清水泵后停机”的互锁逻辑，使系统运行高效、安全、可靠。

本实用新型采用的技术方案：高效尾矿处理系统，具有柱塞矿浆泵，所述柱塞矿浆泵的尾矿入口通过尾矿管道连接到尾矿储存罐，其高压清水入口通过清水管道连接到高压清水泵，所述柱塞矿浆泵的出口通过混合尾矿输出管道与混合尾矿罐连接，所述柱塞矿浆泵通过导线与柱塞泵变频器连接，所述尾矿储存罐内置液位检测装置，所述混合尾矿罐通过混合尾矿输送管道(8)将混合尾矿注入尾矿库，所述混合尾矿罐装设远传压力表，所述高压清水泵通过导线与清水泵变频器连接，其出口装设压力变送器。

进一步地，所述液位检测装置所检测到的尾矿储存罐液位信号通过液位信号屏蔽电缆送至柱塞泵变频器。

进一步地，所述远传压力表所检测到的混合尾矿罐压力信号通过混合尾矿压力信号屏蔽电缆送至清水泵变频器。

进一步地，所述压力变送器所检测到的清水压力信号通过清水压力信号屏蔽电缆送至清水泵变频器。

进一步地，所述柱塞泵变频器根据尾矿储存罐液位信号的动态变化实时调节柱塞矿浆泵的转速，从而调节柱塞矿浆泵的泵出压力。

进一步地，所述清水泵变频器根据清水压力与混合尾矿罐的压力之差，实时调节清水泵的转速，从而调节清水泵的泵出压力。

进一步地，所述尾矿储存罐的压力越高，柱塞矿浆泵的转速越高，所述尾矿储存罐的压力越低，柱塞矿浆泵的转速越低。

进一步地，所述清水泵变频器根据清水压力与混合尾矿罐的压力之差维持在0.7-0.8MPa，并通过内置PID调节器实时调节清水泵变频器的输出频率和清水泵的泵出压力。

本实用新型与现有技术相比的优点：

1、本技术方案采用尾矿存储罐液位反馈，使之通过变频器与柱塞矿浆泵构成正反馈PID控制系统，存储罐液位越高，柱塞矿浆泵转速越高，从而保证存储罐液位维持在合理水平，并且使柱塞泵进液量得到动态调节，既避免了柱塞矿浆泵空抽，又最大限度节省了电耗；

2、本技术方案中采用了可控高压清水泵，高压清水泵出口压力与柱塞矿浆泵出口压力之差通过清水泵变频器与高压清水泵构成负反馈PID控制系统，既保证了柱塞矿浆泵工作在最佳性能曲线，也具有显著的节能效果；

3、本技术方案中采用混合尾矿罐用于缓冲注水尾矿液，既稳定了柱塞矿浆泵输出压力波动，也消除了尾矿输送管道的水锤效应，并且在混合尾矿罐上检取柱塞矿浆泵出口压力信号更加稳定真实；

4、本技术方案采用高压清水泵和柱塞矿浆泵逻辑互锁控制，只有先启动了高压清水泵后方可启动柱塞矿浆泵，另一方面，只有柱塞矿浆泵停机后，高压清水泵才可停机，从而保证了系统运行的安全性和可靠性；

5、本技术方案采用双PID控制系统，即，柱塞矿浆泵定液位正反馈控制系统和清水泵恒压差负反馈PID控制系统，使整个系统始终处于最佳工作状态，系统还可直观显示各检测点的液位信号、压力信号，并具有液位和压力预警功能。

6、本技术方案具有显示直观、控制可靠、响应快速、无人值守、操作简单、节能高效等特点，非常适合金属矿山尾矿处理的需求。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1描述本实用新型的一种实施例。

高效尾矿处理系统，具有柱塞矿浆泵10，所述柱塞矿浆泵10的尾矿入口通过尾矿管道3连接到尾矿储存罐5，其高压清水入口通过清水管道13连接到高压清水泵16，所述柱塞矿浆泵10的出口通过混合尾矿输出管道9与混合尾矿罐7连接，所述柱塞矿浆泵10通过导线与柱塞泵变频器1连接，所述尾矿储存罐5内置液位检测装置4，所述混合尾矿罐7通过混合尾矿输送管道8将混合尾矿注入尾矿库，所述混合尾矿罐7装设远传压力表6，所述高压清水泵16通过导线与清水泵变频器连接17，其出口装设压力变送器15；具体的，所述液位检测装置4所检测到的尾矿储存罐液位信号通过液位信号屏蔽电缆2送至柱塞泵变频器1；具体的，所述远传压力表6所检测到的混合尾矿罐压力信号通过混合尾矿压力信号屏蔽电缆11送至清水泵变频器17；具体的，所述压力变送器14所检测到的清水压力信号通过清水压力信号屏蔽电缆15送至清水泵变频器17；具体的，所述柱塞泵变频器1根据尾矿储存罐5液位信号的动态变化实时调节柱塞矿浆泵10的转速，从而调节柱塞矿浆泵10的泵出压力；具体的，所述清水泵变频器16根据清水压力与混合尾矿罐7的压力之差，实时调节清水泵16的转速，从而调节清水泵16的泵出压力；具体的，所述尾矿储存罐5的压力越高，柱塞矿浆泵10的转速越高，所述尾矿储存罐5的压力越低，柱塞矿浆泵10的转速越低；具体的，所述清水泵变频器16根据清水压力与混合尾矿罐7的压力之差维持在0.7-0.8MPa，并通过内置PID调节器实时调节清水泵变频器1的输出频率和清水泵16的泵出压力。

本技术方案中，为减小柱塞矿浆泵10的转速波动，系统不采集尾矿存储罐5的液位模拟量信号，而是采集“5点”液位开关量信号，并考虑柱塞矿浆泵10的工艺参数，“5个液位点”分别对应柱塞泵变频器1的输出频率30Hz、35Hz、40Hz、45Hz、50Hz，使柱塞矿浆泵系统实现“离散型”正反馈PID控制，使尾矿存储罐5的存储液位基本维持在合理水平。

本技术方案中，为保证柱塞矿浆泵10运行的安全可靠性，必须将清水压力与柱塞矿浆泵的压力之差恒定在0.7-0.8MPa水平，同时，为消除尾矿管道水锤效应，配置了混合尾矿罐7用以缓冲，系统检取高压清水泵16的出口压力和混合尾矿罐7的压力(等于柱塞矿浆泵10的出口压力)，两个压力信号分别送至清水泵变频器17的AI1通道和AI2通道，并将“AI1-AI2”作为反馈信号送至清水泵变频器17的内置PID调节器，从而实现高压清水泵16的“恒压差”控制。

本技术方案中，高压清水泵16和柱塞矿浆泵5的启动和停止具有互锁关系，采用清水泵变频器16的运行输出信号锁定柱塞泵变频器1的启动信号(串联)，而采用柱塞泵变频器1的运行输出信号锁定清水泵变频器16的停止信号(并联)，从而实现“清水泵先启动、柱塞矿浆泵后启动；柱塞矿浆泵先停机、清水泵后停机”。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。

Claims (8)

1.高效尾矿处理系统，具有柱塞矿浆泵(10)，其特征在于：所述柱塞矿浆泵(10)的尾矿入口通过尾矿管道(3)连接到尾矿储存罐(5)，其高压清水入口通过清水管道(13)连接到高压清水泵(16)，所述柱塞矿浆泵(10)的出口通过混合尾矿输出管道(9)与混合尾矿罐(7)连接，所述柱塞矿浆泵(10)通过导线与柱塞泵变频器(1)连接，所述尾矿储存罐(5)内置液位检测装置(4)，所述混合尾矿罐(7)通过混合尾矿输送管道(8)将混合尾矿注入尾矿库，所述混合尾矿罐(7)装设远传压力表(6)，所述高压清水泵(16)通过导线与清水泵变频器(17)连接，其出口装设压力变送器(14)。

2.根据权利要求1所述的高效尾矿处理系统，其特征在于：所述液位检测装置(4)所检测到的尾矿储存罐液位信号通过液位信号屏蔽电缆(2)送至柱塞泵变频器(1)。

3.根据权利要求1所述的高效尾矿处理系统，其特征在于：所述远传压力表(6)所检测到的混合尾矿罐压力信号通过混合尾矿压力信号屏蔽电缆(11)送至清水泵变频器(17)。

4.根据权利要求1所述的高效尾矿处理系统，其特征在于：所述压力变送器(14)所检测到的清水压力信号通过清水压力信号屏蔽电缆(15)送至清水泵变频器(17)。

5.根据权利要求1所述的高效尾矿处理系统，其特征在于：所述柱塞泵变频器(1)根据尾矿储存罐(5)液位信号的动态变化实时调节柱塞矿浆泵(10)的转速，从而调节柱塞矿浆泵(10)的泵出压力。

6.根据权利要求1所述的高效尾矿处理系统，其特征在于：所述清水泵变频器(17)根据清水压力与混合尾矿罐(7)的压力之差，实时调节清水泵(16)的转速，从而调节清水泵(16)的泵出压力。

7.根据权利要求1所述的高效尾矿处理系统，其特征在于：所述尾矿储存罐(5)的压力越高，柱塞矿浆泵(10)的转速越高，所述尾矿储存罐(5)的压力越低，柱塞矿浆泵(10)的转速越低。

8.根据权利要求1所述的高效尾矿处理系统，其特征在于：所述清水泵变频器(17)根据清水压力与混合尾矿罐(7)的压力之差维持在0.7-0.8MPa，并通过内置PID调节器实时调节柱塞泵变频器(1)的输出频率和清水泵(16)的泵出压力。

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